Análise de sensibilidade da pré - determinação do tamanho de frota e dos custos de colhedoras, conjuntos transbordo e veículos de carga para CCT de cana crua em rebolos UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ DEPARTAMENTO DE ECONOMIA, ADMINISTRAÇÃO E SOCIOLOGIA PROGRAMA DE EDUCAÇÃO CONTINUADA EM ECONOMIA E GESTÃO DE EMPRESAS Especialização em Investimento e Gestão na Agroindústria Sucroalcooleira Turma 2009/2011 Rafael José Rorato Mestre em Engenharia de Transportes Piracicaba, 28 de maio de 2011
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Análise de sensibilidade da pré-
determinação do tamanho de frota e
dos custos de colhedoras, conjuntos
transbordo e veículos de carga para
CCT de cana crua em rebolos
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ
DEPARTAMENTO DE ECONOMIA, ADMINISTRAÇÃO E SOCIOLOGIA
PROGRAMA DE EDUCAÇÃO CONTINUADA EM ECONOMIA E GESTÃO DE EMPRESAS
Especialização em Investimento e Gestão na Agroindústria Sucroalcooleira
Turma 2009/2011
Rafael José RoratoMestre em Engenharia de Transportes
Piracicaba, 28 de maio de 2011
2
Estrutura da apresentação
• Introdução
• Processo Mecanizado da CCT
• Dimensionamento Recursos Logísticos
• Custos Médios Desagregados
• Cenário Hipotético
• Análise de Sensibilidade
• Conclusões
3
Introdução
• Objetivo principal
Investigar o comportamento da
sensibilidade do pré-dimensionamento e
dos custos da operação logística agrícola
da colheita mecanizada e do transporte de
colmos
4
Introdução
• Objetivos secundários
– Criar ferramenta computacional para
custo, dimensionamento e análise
sensibilidade
– Aplicar ferramenta computacional
utilizando dados secundários
– Criar subsídios aos demais estudos na
área de mecanização agrícola para
colheita de cana-de-açúcar
5
Processo Mecanizado da CCT
• Considerações iniciais
– Liderança brasileira na produção e exportação mundial de cana-de-açúcar
– Previsão de crescimento plantio: • 8,5 Mi ha [2010/11] → 13,9 Mi ha [2020/21]
– Aumento da produção dos produtos beneficiados:
• Açúcar: 30%
• Etanol: 119,8%
• Energia elétrica: 336,3%
Fonte: LORA (2008)
Intervalo entre safras:
2010/11 – 2020/21
6
Processo Mecanizado da CCT
• Considerações iniciais
– Áreas de expansão agrícola da cultura
• Oeste Paulista, Goiás, Mato Grosso e Mato
Grosso do Sul
– Cultura semi-perene:
• Cana de ano ou “cana soca” (12 meses); cana
de inverno (12 a 14 meses); cana de ano e meio
ou cana planta (18 meses)
• Número de cortes > 5
• Período safra centro-sul: Abril a Novembro
Fonte: RIPOLI (2009), SOUZA (2008), SALVI et al. (2010)
7
Processo Mecanizado da CCT
• Considerações iniciais
– Complexo produtivo cana-de-açúcar
• Sistema Agrícola
• Sistema Industrial
• Sistema Logístico de Colheita: CCT
– Subsistema de Colheita
– Subsistema de Transbordo
– Subsistema de Manutenção e Suprimento
– Subsistema de Recepção de Cana-de-Açúcar
Fonte: MUNDIN (2009), DINIZ (2000) e CARVALHO (2009)
8
Fonte: MUNDIN (2009), DINIZ (2000)
e CARVALHO (2009)
9
Processo Mecanizado da CCT
cana
crua
queimada
inteira
rebolos
com palha
sem palha
sem palha
inteira
rebolos
inteira
rebolos
Fonte: RIPOLI e RIPOLI (2009)
10
Processo Mecanizado da CCT
corte
manual
mecanizado
cortadora
colhedora
Fonte: RIPOLI e RIPOLI (2009)
11
Processo Mecanizado da CCT
carregamento
manual
mecânico
carregadora
colhedora transbordo
carregadora
colhedora
manual
carregadora
Fonte: RIPOLI e RIPOLI (2009)
12
Processo Mecanizado da CCT
transporte
mecânico colhedoraveículos ferroviários
manualtração animal
carregadoracarregadoraveículos rodoviários
colhedoraveículos hidroviários
manualunitários
manualCVC
Fonte: RIPOLI e RIPOLI (2009); BRASIL (2006; 2009)
13
Processo Mecanizado da CCT
• Considerações iniciais
– CCT e impactos no subsistema industrial
• Atividade industrial ininterrupta
• Filas
• Qualidade da matéria-prima
• Impossibilidade de estocagem
– Incentivos a mecanização devido medidas de
restrição de queima e protocolo de cooperação
ambiental
• Áreas mecanizáveis: 2014
• Áreas com declividades superiores a 12%: 2017
Fonte: PELOIA (2008), LORA (2008)
14
Processo Mecanizado da CCT
15
Processo Mecanizado da CCT
• Fatores técnicos relevantes à
Colhedoras, Transbordos e CVCs
– Colhedora:
• Operação associada a um conjunto transbordo
• Colhedora trafega sobre a entre-linha da cana
• Realiza cortes basais e apicais
• Separa parcialmente material vegetal e mineral
indesejado
• Fraciona os colmos da cana em rebolos: 15 a
40cm
Fonte: RIPOLI e RIPOLI (2009), ORSOLINI (2002)
16
Processo Mecanizado da CCT
• Fatores técnicos relevantes à
Colhedoras, Transbordos e CVCs
– Colhedora: escolha
• Configurações Mecânico-Geométricas
• Fonte de Potência
• Rodado
• Número de fileiras de corte
• Sistema de levante canas acamadas
• Número de discos de corte basal
• Condução interna da máquina
• Sistema de fragmentação dos rebolos
• Autopropelida ou montada
• Potência do motor
• Bitola
• Centro de gravidade
Fonte: RIPOLI e RIPOLI (2009), PARANHOS (1974)
• Largura dos elevadores
• Rotação do elevador final
• Sistema de limpeza
• Velocidade de deslocamento
• Estabilidade
• Manobrabilidade
• Índice de quebra
• Manutenção
• Custos
• Ergonomia
• Tipo de despontador
17
Processo Mecanizado da CCT
• Fatores técnicos relevantes à
Colhedoras, Transbordos e CVCs
– Colhedora: escolha
• Meio-Ambiente Operacional
• Declividade do terreno
• Conservação do solo
• Regularidade do solo
• Limpeza do terreno
• Manejo variental
• Canas acamadas
• Sistematização de talhões/glebas
• Estado do canavial
• Preparo do solo
• Sistema de plantio
• Espaçamento entre as linhas
• Comprimento das fileiras de plantio
• Estado dos carreadores
• Paralelismo das linhas
• Nivelamento entre o talhão carreador
• Espaçamento de acordo com bitola
• Eliminação fileiras mortas
• Minimização das manobras de
cabeceira
Fonte: RIPOLI e RIPOLI (2009), SALVI (2006), PELOIA (2008)
18
Processo Mecanizado da CCT
19
Processo Mecanizado da CCT
• Fatores técnicos relevantes à
Colhedoras, Transbordos e CVCs
– Transbordo
• Operação conjunta com a colhedora
• Recepção e acúmulo dos rebolos
• Transfere rebolos à unidade de transporte
Fonte: RIPOLI e RIPOLI (2009)
• Unidade tração + implemento agrícola
• Existência de conjunto transbordo
autopropelido (unidade tração e carga
em único chassi)
• Outras configurações veiculares
(caminhões canavieiros; implemento
agrícola acoplado veículo rodoviário)
• Bitola eixos trator e caçamba
• Potência do trator
• Distribuição do tração
• Capacidade da caçamba
• Volume da caçamba
• Número de eixos
• Basculamento lateral caçamba
• Dispositivo de conexão
20
Processo Mecanizado da CCT
21
Processo Mecanizado da CCT
• Fatores técnicos relevantes à
Colhedoras, Transbordos e CVCs
– Combinações de Veículos de Carga
• PBTC = 74t
• Comprimento 25,0~30,0m
• Veículo tração + implementos rodoviários
• Configuração com total de 9 eixos
• Nome técnico: Bitrem
• Nome comercial: Rodotrem
22
Processo Mecanizado da CCT
• Fatores técnicos relevantes à Colhedoras, Transbordos e CVCs
– Combinações de Veículos de Carga• Regulamentação do sistema viário
– Resoluções Contran 210/06 e 211/06: Pesos, dimensões e AET
• Compatibilização da tecnologia de transporte e infraestrutura: pontes, galerias
• Configuração do sistema de transmissão: 4x2, 6x2, 6x4
• Posição do motor: inferior ou frontal
Fonte: BRASIL (2006), ODA (1995), DIAS et al (2008), BAUER (2000)
23
Processo Mecanizado da CCT
• Fatores técnicos relevantes à Colhedoras, Transbordos e CVCs:
– Combinações de Veículos de Carga• Disposição dos eixos e suspensão:
– tandem (maior capacidade)
– não tandem (menor capacidade, menor custo aquisição)
• Relação peso/potência e Capacidade Máxima de Tração
– PBTC > 60t: 6 a 7 cv/t (4,4 a 5,1W/kg)
• Escolha do implemento rodoviário
Fonte: BRASIL (2011), WIDMER (1999; 2002), PEREIRA NETO (2007)
24
Dimensionamento de recursos
logísticos para a CCT
• Sistemas mecanizados para colheita
– Metodologia proposta por MILAN (2010) e
aplicada em MATOS (2007) e SALVI et al.
(2010)
– Estimativa de tempo disponível (TD)
EgJtNduiNdfNtTD
• TD: tempo disponível para realizar a operação de colheita, em horas
• Nt: número de dias contido no período determinado para a realização da operação
• Ndf: número de domingos e feriados, quando respeitados, existentes no período
• Ndui: número de dias úteis impróprios ao trabalho das máquinas
• Jt: jornada de trabalho adotada, em horas
• Eg: eficiência de gerenciamento administrativo-operacional, em %
25
Dimensionamento de recursos
logísticos para a CCT
• Sistemas mecanizados para colheita
– Estimativa de ritmo operacional (RO)
– Número de conjuntos (NC)
TD
CRO colhida
• RO: ritmo operacional, em t/h
• Ccolhida: quantidade de cana a ser colhida, em t
CPO
RONC
• CPO: capacidade de produção operacional das máquinas agrícolas, em ha/h
Fonte: MILAN (2010)
26
Dimensionamento de recursos
logísticos para a CCT
• Sistemas mecanizados para colheita
– Número de conjuntos (NC)
• CCE: capacidade de campo efetiva, em ha/h
• Efc: Eficiência da colheita, em decimal
• Ve: Velocidade efetiva de trabalho (km/h)
• TCH: Toneladas de cana por hectare (t/ha)
• NL: Número de linhas de plantio
• ESP: Espaçamento entre as linhas (m)
Fonte: MILAN (2010), BASTOS (2009)
EfcCCECPO
10
ESPNLTCHVeCCE
27
Dimensionamento de recursos
logísticos para a CCT
• Frota rodoviária
– Número de veículos (NV)
• VNt: Viagens necessárias para a movimentação do volume de carga por mês
• VVt: Viagens que um veículo padrão é capaz de realizar no mês
Fonte: VALENTE et al. (1997; 2008), RORATO (2003)
VVt
VNtNV
CUBd
QVNt
• Q: Quantidade de carga a ser transportada, para o mês, em kg, t, L ou m³
• d: Peso específico da carga a ser transportada, em kg/m³ ou t/m³
• CUB: Capacidade de transporte de carga do veículo, em m³
• DO: Dias de operação em um mês
• TDO: Tempo diário de operação – jornada de trabalho, em horas
• TC: Tempo do ciclo de viagem – carga, descarga, deslocamento ida e volta, em horas
TC
TDODOVVt
28
Custos médios desagregados
• Sistemas mecanizados: colhedora e
transbordo
– Custo fixo (Cfa)
Fonte: MILAN (2010), PELOIA (2008)
100
)100(1
2
11 ESNtSt
n
CAg
jn
CalAst
n
Pi
Vf
n
VfViCFa
• Vi: Valor inicial, em R$
• Vf: Valor final do maquinário no término
da vida útil, em R$
• n: Período do projeto financeiro, em anos
equivalentes
• i: Taxa de juros, em %aa
• P: Prêmio do seguro, considerando
cobertura de sinistros para o período n,
em decimal
• Ast: Custo do alojamento/oficina
(benfeitoria), em R$
• Cal: Custos luz, veículos de apoio, estoques
peças, combustível, mão-de-obra
• j: Número de subsistemas
mecânicos/transportes inseridos na CCT
• CAg: Custo dos equipamentos, operação e
mão-de-obra para a utilização de processos
de Agricultura de Precisão, em R$
• St: Salário do tratorista, em R$
• Nt: Número de tratoristas, para a jornada
diária de trabalho
• ES: Encargos sociais
29
Custos médios desagregados
• Sistemas mecanizados: colhedora e
transbordo
– Custo variável (Cva)
• Combustível (CCb)
• Reparo e manutenção (Crm)
Fonte: MILAN (2010), PELOIA (2008)
• Cc: Consumo de combustível da máquina agrícola, em L/h
• IPVA: – 2% sobre valor de aquisição (RORATO, 2003);
• Custo do projeto para AET assinado por um Engenheiro Mecânico:– R$1.000,00/veículo
netd 0465,0277,63 td: Taxa de depreciação, em % ;
Assim, para n = 15 anos → td = 31,50%
55
Aplicação metodológica para um
cenário hipotético• Taxa AET DER-SP:
– R$24,60 (DER-SP, 2011) (Adotado para MG)
• Taxa AET DNIT:– R$14,04 (DNIT, 2011)
• Índice médio de recapagens / recauchutagens: – 1,8 (VALENTE et al 1997; 2008)
• Vida média do pneumático agrícola novo - adaptado de OLIVEIRA (2000). – Pneus novos apresentam 3 anos de vida útil: 5.408h
• Índice de manutenção, para veículo de tração e implemento rodoviários: – 0,05 (VALENTE et al 1997; 2008)
56
Aplicação metodológica para um
cenário hipotético• Autonomia média de consumo do combustível para CVC, para
operação em área agrícola:– 1,22 Km/L (estimativa)
• Autonomia média de consumo do combustível da colhedora:– 42,38L/h (TOMAZELA et al, 2010)
• Autonomia média de consumo transbordo [BARBOSA et al, 2005: 14L/h] [LOPES et al. (2003) e BANCHI et al. (2005): mesma ordem de grandeza– Consumo trator John Deere 7815 (202cv): 21,00L/h (adotado)
• Custo por litro de combustível (média valor máximo 04/2011):– R$2,063/L (ANP, 2011)
57
Aplicação metodológica para um
cenário hipotético• Capacidade teórica da CVC:
– 81m³ (GUERRA, 2011)
• Tara do implemento rodotrem canaviero:– 22.160kg (GUERRA, 2011);
• Capacidade teórica do implemento do transbordo:– 26.000kg (SANTAL, 2011)
• Tara do veículo de tração – Scania G-470 A 6x4 2p:]– 10.242kg (SCANIA, 2011)
• Custo de construção do alojamento e oficina com 300m²:– R$180.000,00 (PETCON, 2011)
58
Aplicação metodológica para um
cenário hipotético
• Custo de aquisição de implemento rodoviário carrega-tudo, para transporte de colhedora: – R$25.000,00 (MONTEVERDE CONSULTORIA, 2011)
• Custo mensal de comboio para lubrificação e manutenção de campo: – R$8.385,00/mês (MONTEVERDE CONSULTORIA, 2011)
• Número de sistemas mecanizados que utilizam o alojamento e comboio de lubrificação:– 3 un.
59
Aplicação metodológica para um
cenário hipotético
• Distância assumida entre glebas e unidade industrial